高分子材料成型与加工课件.ppt

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1、,第二节混合设备混合设备是完成混合操作工序必不可少的工具,混合物的混合质量指标,经济指标及其其他各项指标在很大程度上取决于混合设备的性能。混合设备的分类操作方式:间歇式、连续式混合过程特征:分布式、分散式混合物强度大小:高强度、中强度、低强度,第二节混合设备1、间歇式和连续式间歇式混合设备:混合过程是不连续的。混合过程三个主要步骤:投料、混炼、卸料,周而复始。特点:可见在整个混合周期内非混合时间占相当比例,因此间歇混合设备的生产效率较低。但可以在混合操作过程中随时调整混合工艺,特别是某些间歇式混合设备具有很高的混合强度,有利于混合均匀典型设备:捏合机、开炼机等。,第二节混合设备连续式混合设备:

2、混合过程是连续的。特点:由于连续操作,可以调高生产能力,容易实现自动控制,减小能源消耗,混合质量稳定,降低操作人员的劳动强度,尤其是配备相应装置后,可以连续混合-成型,所以连续式混合设备是目前发展的趋势。典型设备:如单、双螺杆挤出机尽管连续混合设备较间歇式混合设备有许多优点,但是目前许多加工工序仍是间歇式的,再加上间歇式混合设备具有随时调整混合工艺且具有高的混合强度,因而间歇式混合设备仍然具有广泛的应用。,第二节混合设备2、分布式混合设备和分散式混合设备分布混合设备:具有使混合物中组分扩散、位置更换、形成各组分在混合物中浓度趋于均匀的能力,即具有分布混合的能力。分布混合作用:通过对物料的搅动、

3、翻转、推拉作用使物料中各组分发生位置更换。对于熔体则可使其产生大的剪切应变和拉伸应变,增大组分的界面面积等达到分布混合的目的。代表性设备:有重力混合器、气动混合器及一般用于干混合的中、低强度混合器等。,第二节混合设备分散混合设备:主要具有使混合物中组分粒度减小,即具有分散混合的能力。分散混合作用:设备主要通过向物料施加剪切力、挤压力而达到分散目的。代表性设备:开炼机、密炼机等。注意:分散混合能力和分布混合能力往往是混合设备同时具有的,因为任何一个混合过程总是同时具有分散与分布的要求,只是侧重点不同。,第二节混合设备3.高强度、中强度和低强度混合设备根据混合设备在混合过程中向混合物施加的速度、压

4、力、剪切力及能量损耗的大小,可以分为高强度、中强度和低强度混合设备。强度的大小区分没有严格的数量指标,有些资料建议以混合物料的批量多的混合设备为低强度混合设备,反之,能混合物料的批量少的混合设备为高强度混合设备;习惯上,常以物料所受的剪切力大小或剪切变形程度来决定混合强度的高低。,间歇混合设备静式混合设备:重力混合器和气动混合器,混合器的混合室是静止的,依靠重力和气动力使得物料流动混合,是温和的低强度混合器,适用于大批量固态物料的分布混合。滚筒类混合设备:利用混合室的旋转来达到混合目的,如鼓式混合机、双锥混合机和形混合机。是中、低强度的分布混合设备,适于粉料,粒状料固态物料的初混,也可适用于态

5、物料加入少量液态添加剂。转子类混合设备:利用混合室的转动部件-转子的转动进行混合,如螺带混合机、锥筒螺杆混合机、犁状混合机、双行星混合机、Z形捏合机、高速混合机等。是高强度混合设备最主要设备是开炼机与密炼机,从结构角度来看,应属于转子类混合器,用途广泛,混合强度高。,在高分子材料加工过程中,间歇设备用的最多的是Z型捏合机,高速混合机,开炼机和密炼机。、Z型捏合机是常用的物料初混装置。适用于固态物料(非润性)和固液物料(润性)主要结构:有加热和冷却夹套的鞍型底部混合室和一对Z型搅拌桨。捏合机的混合一般需要较长时间,约半小时至数小时不等。,Z型捏合机混合过程混合时,物料借助于相向运动的一对搅拌器沿着混合室的侧壁上翻而后在混合室的中间下落,再次为搅拌器所用。这样,周而复始,物料得到折迭和撕捏作用,从而达到混合均用的目的。加热和冷却(1)加热套加热和冷却(2)搅拌器中心开设通道,捏合时温度控制更为准确而及时;真空或者惰性气体封闭工作排除水分与挥发物及防止氧气影响卸料:般是混合室的倾斜,或者底部卸料,2、高速混合机高速混合机的混合,一般需时较短,约810min是广泛使用的塑料混合设备。适用于固态混合和固液混合,更适于配制粉料。主要结构:有加热或冷却夹套的圆筒型混合室、折流挡板和高速叶轮,